粉末状水溶性阳离子聚合物组合物制造技术

本发明专利技术涉及粉末状、水溶性阳离子聚合物组合物，所述组合物包含至少两种不同阳离子聚合物，即化学性质和分子量不同的第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物，本发明专利技术还涉及制备这种粉末状、水溶性阳离子聚合物组合物的方法，和其在固‑液分离中用于促进絮凝的用途，例如在造纸中作为助留剂的用途，以及用于污泥脱水/污水净化的用途。

Powder water soluble cationic polymer composition

The present invention relates to powder, water soluble cationic polymer composition comprising at least two different cationic polymers, namely chemical properties and molecular weight of the first and second different cationic polymers, cationic polymer, the invention also relates to a method for preparing this powder, water soluble cationic polymer composition, and the solid in use for liquid separation to promote flocculation, for example in the paper can use as retention agent, as well as for sludge dewatering / sewage purification.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粉末状、水溶性阳离子聚合物组合物，所述组合物包含至少两种不同阳离子聚合物，即化学性质和分子量不同的第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物，还涉及制备这种组合物的方法，和其在固-液分离中用于促进絮凝的用途，例如在造纸中作为助留剂的用途，以及在污泥脱水/污水净化中的用途。根据本专利技术的阳离子聚合物组合物的特征在于在分散在水中之后不溶物的含量非常低。
技术介绍
脱水助剂应用于一些包括纸浆和造纸工业的固/液分离应用中。在固/液分离的实施中，为了在固体的干物质以及滤液的清澈度上最佳可能的结果，加入絮凝助剂。也就是，其目的是实现固相与液相尽可能完全的分离。絮凝助剂以粉末颗粒或水包水或油包水乳液的形式制备，并在使用之前，以稀释的水溶液形式加入到待絮凝的介质中。粉末颗粒可能是有利的，因为它们可以由于其几乎无水的条件而更廉价地运输，并且如在油包水乳液中，不含任何不溶于水的油或溶剂组分。在絮凝过程中使用不同聚合物的干粉混合物可能因为相分离现象而造成错误的配比。EP262945A2公开了由两种不同聚合物组分构成的阳离子絮凝助剂及其制备方法。所述助剂是在低分子量阳离子聚合物组分(凝结剂)的存在下通过阳离子单体聚合形成高分子量的阳离子聚合物组分(絮凝剂)。在该聚合反应期间，首先加入的聚合物进行接枝反应。凝结剂与高分子量阳离子聚合物组分的比例指定为优选5:1-1:1.5。然而，如此高比例的凝结剂在聚合溶液的制备过程中引起粘度问题。这些絮凝剂的性能不满足对工艺絮凝过程的速度和效果的要求。US2007/0032677和US2007/0173586公开了具有良好絮凝性能但是分散在水中后具有高水平不溶物的阳离子聚合物组合物。这些不溶物可能在客户使用的过程中引起严重的问题，例如堵塞过滤器、纸张中有孔或生产中断。WO2013/179139公开了制备纸制品的组合物和方法。对能够克服现有技术缺点的聚合物组合物是有需求的。要求保护的其它目的、优点和特征将在随后的描述中陈述，并且对于研究该技术或通过实践该技术可以学习的本领域的技术人员来说，其中部分内容是显而易见的。通过在所附权利要求中具体指出的组合物和方法，包括其功能性等同物，将实现并获得本专利技术公开和要求保护的专利技术构思的目的和优势。本申请中引用的每个参考文献，包括书籍、专利、公开的申请、杂志文章和其它出版物，通过引用其整体并入本文。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供可用于在固/液分离期间促进絮凝并具有常规聚合物组合物优点的聚合物组合物。本专利技术的另一个目的是描述一种生产方法，通过该方法，两种阳离子聚合物可以不受实质性限制的彼此结合，反应产物可以不受实质性限制的进一步加工，并且在其中形成固有均匀且易溶的聚合物粉末。该目的可以通过本专利权利要求的主题来实现。本专利技术的第一方面涉及一种包含第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物的粉末状水溶性阳离子聚合物组合物；其中所述第二阳离子聚合物是通过非自由基聚合形成的；以及其中所述第一阳离子聚合物是在所述第二阳离子聚合物的存在下通过包含可自由基聚合的阳离子单体、可自由基聚合的非离子单体和所述第二阳离子聚合物的水性组合物的自由基绝热凝胶聚合而形成。已经出人意料地发现，根据本专利技术的粉末状阳离子聚合物组合物在分散于水中后具有低残留含量的不溶物，因此使得所述组合物特别适用于造纸中的脱水和滤水应用。附图说明图1显示了浊度降低和淀粉固定对比的实验结果，对于600gpt的对比组合物C-6和300gpt的对比组合物C-14的对比组合；对于600gpt的对比组合物C-6和300gpt的本专利技术组合物I-1的专利技术组合；对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt的对比组合物C-6的对比组合；对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt的本专利技术组合物I-1的专利技术组合；以及对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt对比组合物C-14的对比组合；和空白对照。对于含有本专利技术组合物I-1的专利技术组合，可以观察到最优的浊度降低。两个实施例都显示了良好的淀粉固定。已经出人意料地发现，与对比组合(参见图2)相比，含有本专利技术组合物I-1的专利技术组合显示出改进的滤水性能，同时没有破坏淀粉固定。图2显示了滤水比较的实验结果，对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt的对比组合物C-14的对比组合；对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt的本专利技术组合物I-1的专利技术组合；对于600gpt的对比组合物C-13和300gpt的对比组合物C-6的对比组合；对于600gpt的对比组合物C-6和300gpt的本专利技术组合物I-1的专利技术组合；对于600gpt对比组合物C-6和300gpt对比组合物C-14的对比组合；和空白对照。明显的是，包含本专利技术组合物I-1的组合显示最佳的滤水性能。图3显示了滤水后干固体百分比的实验结果，比较本专利技术组合物I-1、本专利技术组合物I-3、对比组合物C-6、对比组合物Percol182/膨润土和空白对照。使用本专利技术组合物I-1和I-3获得最优的结果，即最高的干固体百分比率。图4显示了滤出1g纸浆所用时间的实验结果，比较本专利技术组合物I-1、本专利技术组合物I-3、对比组合物C-6，对比组合物Percol182/膨润土和空白对照。用本专利技术组合物I-1和I-3获得最优的结果，即最短的滤水时间。图5显示了关于压制后干固体百分比的实验结果，比较本专利技术组合物I-1、本专利技术组合物I-3、对比组合物C-6、Percol182/膨润土和空白对照。通过本专利技术组合物I-1获得最优的结果，即最高的干固体百分比率。图6显示了第三次干燥后干固体百分比率的实验结果，比较本专利技术组合物I-1、本专利技术组合物I-3、对比组合物C-6、对比组合物Percol182/膨润土和空白对照。通过本专利技术组合物I-1获得最优的结果，即最高的干固体百分比率。在该图中，空白对照也显示出良好的结果。然而，考虑到对于高效过程所必需的脱水过程的所有三个值(即初始滤水，参见图3和4；压制，参见图5；干燥，参见图6)，本专利技术组合物I-1和I-3显示出最优结果，并使本专利技术的组合物优于对比实例和空白对照。具体实施方式本专利技术涉及粉末状、水溶性阳离子聚合物组合物，所述组合物包含至少两种不同阳离子聚合物，即化学性质和分子量不同的第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物，本专利技术还涉及制备这种组合物的方法，和其在固-液分离中用于促进絮凝的用途，例如在造纸中用作助留剂的用途，以及在污泥脱水/污水净化中的用途。第一阳离子聚合物与第二阳离子聚合物的相对重量比可以为约99:1-约30:70；可以为约97:3-约50:50，可以为约95:5-约60:40，可以为约90:10-65:35，并且可以为约65:35-约70:30或约93:7-约87:13。所述第一阳离子聚合物可以比所述第二阳离子聚合物具有更低的电荷密度。当分散在水中时，根据本专利技术的组合物含有5毫升每升(ml/l)或更少的不溶物，可以是4ml/l或更少，可以是3ml/l或更少，可以是2ml/l或更少以及可以是1ml/l或更少。将1g所述粉末状阳离子聚合物组合物分散于999g纯水中并以300转每分钟(rpm)搅拌60分钟后，在室温下纯水中测量残留不溶物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末状水溶性阳离子聚合物组合物，其包含第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物，其中所述第二阳离子聚合物通过非自由基聚合形成；以及其中所述第一阳离子聚合物是在所述第二阳离子聚合物的存在下通过包含可自由基聚合的阳离子单体、可自由基聚合的非离子单体和所述第二阳离子聚合物的水性组合物的自由基绝热凝胶聚合而形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 EP 14182775.81.一种粉末状水溶性阳离子聚合物组合物，其包含第一阳离子聚合物和第二阳离子聚合物，其中所述第二阳离子聚合物通过非自由基聚合形成；以及其中所述第一阳离子聚合物是在所述第二阳离子聚合物的存在下通过包含可自由基聚合的阳离子单体、可自由基聚合的非离子单体和所述第二阳离子聚合物的水性组合物的自由基绝热凝胶聚合而形成。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第二阳离子聚合物：-具有低于约1百万g/mol的重均分子量；和/或-是聚胺。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述第二阳离子聚合物是聚胺，其选自聚乙烯亚胺、二甲胺-表氯醇共聚物和二甲胺-表氯醇-乙二胺共聚物。4.根据前述权利要求之一所述的组合物，其中-所述第一阳离子聚合物具有高于约1百万g/mol的重均分子量；和/或-所述水性组合物中阳离子单体的含量相对于单体的总含量，为约20重量％-约90重量％；和/或-所述水性组合物中阳离子单体选自二甲基烯丙基氯化铵、包含季铵化N原子的(甲基)丙烯酸的阳离子化酯和含有季铵化N原子的(甲基)丙烯酸的阳离子化酰胺；和/或-所述水性组合物中非离子单体的含量相对于单体的总含量，为约10重量％-约80重量％；和/或-所述水性组合物中的非离子单体是(甲基)丙烯酰胺。5.根据前述权利要求之一所述的组合物，其中所述水性组合物中的阳离子单体选自季铵化的二甲基氨基丙基丙烯酰胺、季铵化的二甲基氨基乙基丙烯酸酯和/或二烯丙基二甲基氯化铵。6.根据前述权利要求之一所述的组合物，其中所述第一阳离子聚合物比所述第二阳离子聚合物具有更低的电荷密度。7.根据前述权利要求之一所述的组合物，当其分散在水中时含有不超过5ml/l的不溶物。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·比尔甘斯，M·布罗谢，
申请(专利权)人：索理思科技公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH